Habari za Viwanda: GPU inaongoza mahitaji ya waf ya silicon

Silicon ni nyenzo ya pili ya kawaida duniani, baada ya oksijeni, na nyenzo ya saba ya kawaida katika ulimwengu. Silicon ni semiconductor, inamaanisha ina mali ya umeme kati ya conductors (kama vile shaba) na insulators (kama glasi). Kiasi kidogo cha atomi za kigeni katika muundo wa silicon kinaweza kubadilisha tabia yake, kwa hivyo usafi wa silicon ya kiwango cha semiconductor lazima iwe juu sana. Usafi wa chini unaokubalika kwa silicon ya kiwango cha elektroniki ni 99.999999%.

Hii inamaanisha kuwa chembe moja tu isiyo ya silicon inaruhusiwa kwa kila atomi bilioni kumi. Maji mazuri ya kunywa huruhusu molekuli zisizo za maji milioni 40, ambayo ni mara milioni 50 safi kuliko silicon ya kiwango cha semiconductor.

Watengenezaji tupu wa Silicon Wafer lazima wabadilishe silicon ya hali ya juu kuwa miundo kamili ya glasi moja. Hii inafanywa kwa kuanzisha fuwele ya mama moja ndani ya silicon iliyoyeyuka kwa joto linalofaa. Wakati fuwele mpya za binti zinaanza kukua karibu na kioo cha mama, ingot ya silicon polepole kutoka kwa silicon iliyoyeyuka. Mchakato ni polepole na unaweza kuchukua wiki. Silicon ingot iliyokamilishwa ina uzito wa kilo 100 na inaweza kutengeneza zaidi ya 3,000.

Vipu hukatwa vipande vipande kwa kutumia waya mzuri wa almasi. Usahihi wa zana za kukata silicon ni kubwa sana, na waendeshaji lazima waangaliwe kila wakati, au wataanza kutumia zana kufanya vitu vya kipumbavu kwa nywele zao. Utangulizi mfupi wa utengenezaji wa vitunguu vya silicon umerahisishwa sana na hautoi kabisa michango ya fikra; Lakini inategemewa kutoa msingi wa ufahamu wa kina wa biashara ya silicon.

Ugavi na mahitaji ya uhusiano wa wafers wa silicon

Soko la Silicon Wafer linaongozwa na kampuni nne. Kwa muda mrefu, soko limekuwa katika usawa mzuri kati ya usambazaji na mahitaji.
Kupungua kwa mauzo ya semiconductor mnamo 2023 kumesababisha soko kuwa katika hali ya kupita kiasi, na kusababisha hesabu za wazalishaji wa ndani na nje kuwa juu. Walakini, hii ni hali ya muda mfupi tu. Wakati soko linapopona, tasnia itarudi hivi karibuni kwenye ukingo wa uwezo na lazima ikidhi mahitaji ya ziada yaliyoletwa na Mapinduzi ya AI. Mpito kutoka kwa usanifu wa jadi wa CPU hadi kompyuta iliyoharakishwa itakuwa na athari kwa tasnia nzima, kwa sababu hiyo, hii inaweza kuwa na athari kwa sehemu za bei ya chini ya tasnia ya semiconductor.

Usanifu wa Usindikaji wa Graphics (GPU) unahitaji eneo zaidi la silicon

Kadiri mahitaji ya utendaji yanavyoongezeka, wazalishaji wa GPU lazima washinde mapungufu kadhaa ya muundo ili kufikia utendaji wa juu kutoka GPU. Kwa wazi, kufanya chip kuwa kubwa ni njia moja ya kufikia utendaji wa hali ya juu, kwani elektroni hazipendi kusafiri umbali mrefu kati ya chipsi tofauti, ambazo zinazuia utendaji. Walakini, kuna kiwango cha juu cha kufanya chip kuwa kubwa, inayojulikana kama "kikomo cha retina".

Kikomo cha lithography kinamaanisha saizi kubwa ya chip ambayo inaweza kufunuliwa katika hatua moja katika mashine ya lithography inayotumiwa katika utengenezaji wa semiconductor. Kizuizi hiki kimedhamiriwa na ukubwa wa kiwango cha shamba la vifaa vya lithography, haswa stepper au skana inayotumika katika mchakato wa lithography. Kwa teknolojia ya hivi karibuni, kikomo cha mask kawaida ni karibu milimita 858 za mraba. Upungufu huu wa ukubwa ni muhimu sana kwa sababu huamua eneo la juu ambalo linaweza kuwekwa kwenye kaki katika mfiduo mmoja. Ikiwa kaanga ni kubwa kuliko kikomo hiki, mfiduo mwingi utahitajika ili kupanga kikamilifu, ambayo haiwezekani kwa uzalishaji wa wingi kwa sababu ya changamoto za ugumu na za upatanishi. GB200 mpya itashinda kizuizi hiki kwa kuchanganya sehemu mbili za chip na mapungufu ya ukubwa wa chembe ndani ya kiingilio cha silicon, na kutengeneza sehemu ndogo ndogo ambayo ni kubwa mara mbili. Mapungufu mengine ya utendaji ni kiasi cha kumbukumbu na umbali wa kumbukumbu hiyo (yaani kumbukumbu ya kumbukumbu). Usanifu mpya wa GPU hushinda shida hii kwa kutumia kumbukumbu ya hali ya juu (HBM) iliyowekwa kwenye kiingilio sawa cha silicon na chips mbili za GPU. Kwa mtazamo wa silicon, shida na HBM ni kwamba kila eneo la silicon ni mara mbili ya DRAM ya jadi kwa sababu ya interface ya juu inayohitajika kwa bandwidth ya juu. HBM pia inajumuisha chip ya kudhibiti mantiki katika kila stack, na kuongeza eneo la silicon. Hesabu mbaya inaonyesha kuwa eneo la silicon linalotumiwa katika usanifu wa 2.5D GPU ni mara 2.5 hadi 3 ile ya usanifu wa jadi wa 2.0D. Kama tulivyosema hapo awali, isipokuwa kampuni za kupatikana zimeandaliwa kwa mabadiliko haya, uwezo wa silicon unaweza kuwa laini tena.

Uwezo wa baadaye wa soko la Silicon Wafer

La kwanza kati ya sheria tatu za utengenezaji wa semiconductor ni kwamba pesa nyingi zinahitaji kuwekeza wakati kiwango kidogo cha pesa kinapatikana. Hii ni kwa sababu ya asili ya mzunguko wa tasnia, na kampuni za semiconductor zina wakati mgumu kufuata sheria hii. Kama inavyoonyeshwa kwenye takwimu, wazalishaji wengi wa Silicon Wafer wamegundua athari za mabadiliko haya na wamekaribia mara tatu matumizi yao ya jumla ya robo mwaka katika robo chache zilizopita. Licha ya hali ngumu ya soko, hii bado ni kesi. Kinachovutia zaidi ni kwamba hali hii imekuwa ikiendelea kwa muda mrefu. Kampuni za Silicon Wafer zina bahati nzuri au zinajua kitu ambacho wengine hawafanyi. Mlolongo wa usambazaji wa semiconductor ni mashine ya wakati ambayo inaweza kutabiri siku zijazo. Baadaye yako inaweza kuwa ya zamani ya mtu mwingine. Wakati hatupati majibu kila wakati, karibu kila wakati tunapata maswali yenye thamani.